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目录1

第1章 检测技术的基础知识1

1.1 检测技术的基本概念1

1.1.1 检测技术1

1.1.2 自动检测系统1

1.1.3 传感器2

1.2 测量方法4

1.2.1 直接测量、间接测量与联立测量4

1.2.2 比较式测量5

1.3 测量误差6

1.3.1 误差的基本概念及表达方式6

1.3.2 误差的分类与来源7

1.3.3 系统误差和随机误差的表达式8

1.3.4 基本误差和附加误差9

1.3.5 测量误差的估计和校正9

1.3.6 测量误差的合成与分配12

1.4.1 传感器的静态特性14

1.4 传感器的基本特性14

1.4.2 传感器的动态特性20

思考题与习题一27

第2章 温度检测29

2.1 温标及测温方法29

2.1.1 温标29

2.1.2 温度检测的主要方法及分类31

2.2 膨胀式温度计32

2.2.1 双金属温度计32

2.2.2 压力式温度计32

2.3 电阻式温度传感器34

2.3.1 金属热电阻传感器34

2.3.2 半导体热敏电阻传感器37

2.4 热电偶传感器40

2.4.1 热电偶测温原理40

2.4.2 热电极材料及常用热电偶45

2.4.3 热电偶的结构48

2.4.4 热电偶冷端温度补偿49

2.4.5 热电偶常用测温线路52

2.5 辐射式温度传感器54

2.5.1 辐射测温的物理基础54

2.5.2 辐射测温方法56

2.6 石英晶体测温传感器58

2.7 光纤传感器60

2.7.1 光纤传感原理60

2.7.2 光纤温度传感器61

2.8.1 金属薄膜热电阻64

2.8 薄膜热传感器64

2.8.2 多晶硅薄膜热电阻66

2.9 集成温度传感器68

2.9.1 电流输出型集成温度传感器AD59069

2.9.2 集成温控开关73

2.10 测温系统实例74

2.10.1 高精度K型热电偶数字温度仪表75

2.10.2 红外热辐射温度仪78

思考题与习题二80

第3章 压力检测82

3.1 压力的概念及单位82

3.2 应变式压力计84

3.2.1 电阻应变效应84

3.2.2 电阻应变片85

3.2.3 电阻应变片的粘贴及温度补偿88

3.2.4 转换电路89

3.2.5 应变式压力传感器91

3.3 薄膜应变片95

3.3.1 薄膜应变片的原理96

3.3.2 薄膜应变片的制作及应用97

3.4 压电式压力传感器99

3.4.1 压电效应99

3.4.2 压电材料102

3.4.3 测量电路104

3.4.4 压电传感器及其特点107

3.5.1 电容式传感器的工作原理109

3.5 电容式压力传感器109

3.5.2 差动电容传感器111

3.5.3 测量电路112

3.5.4 电容式压力传感器116

3.6 霍尔式压力计119

3.6.1 霍尔效应119

3.6.2 霍尔式压力计工作原理120

3.6.3 霍尔式压力计的误差及补偿121

3.6.4 霍尔式压力计125

3.7 电子秤125

3.7.1 电子秤的原理125

3.7.2 称重传感器原理127

3.7.3 电子秤的应用128

3.8 光纤压力传感器129

3.8.1 马赫－泽德光纤压力传感器129

3.8.2 偏振型光纤压力传感器131

3.9 集成压敏传感器133

3.9.1 硅电容式集成传感器134

3.9.2 扩散硅压敏传感器138

3.10 测压系统实例140

3.10.1 应变式压力测量系统140

3.10.2 电子扫描多点压力测量系统141

思考题与习题三143

第4章 物位及厚度检测144

4.1 浮力式物位检测144

4.1.1 恒浮力式物位检测144

4.1.2 变浮力式物位检测146

4.2 静压式物位检测147

4.2.1 静压式物位检测原理147

4.2.2 压力式液位计147

4.2.3 压差式液位计148

4.2.4 量程迁移149

4.3 电容式物位计151

4.3.1 电容式物位计工作原理151

4.3.2 电容式物位传感器152

4.3.3 电容式物位传感器应用举例153

4.4 超声传感器与物位、厚度检测154

4.4.1 超声波检测原理155

4.4.2 超声传感器157

4.4.3 超声传感器测物位159

4.4.4 超声传感器测厚度162

4.5 微波式传感器163

4.5.1 微波传感器的组成、原理及分类164

4.5.2 微波传感器测物位与液位164

4.5.3 微波传感器测厚度166

4.6 核辐射物位与厚度检测167

4.6.1 放射源和探测器167

4.6.2 测量电路172

4.6.3 核辐射厚度计173

4.7.1 涡流效应174

4.7.2 高频反射式涡流传感器174

4.7 电涡流传感器及厚度检测174

4.6.4 核辐射液位计174

4.7.3 低频透射式涡流传感器179

思考题与习题四180

第5章 流量检测181

5.1 流量的检测方法181

5.1.1 节流差压法181

5.1.5 流体振动法182

5.1.4 流体阻力法182

5.1.3 速度法182

5.1.2 容积法182

5.1.6 质量流量测量183

5.2 差压式流量计183

5.2.1 节流装置的工作原理183

5.2.2 流量方程184

5.2.3 流量系数的确定185

5.2.4 标准节流装置187

5.2.5 取压方式187

5.2.7 标准节流装置的安装要求190

5.2.8 差压式流量计的使用193

5.3 容积式流量计194

5.3.1 椭圆齿轮流量计194

5.3.2 腰轮流量计195

5.3.3 旋转活塞式流量计196

5.3.4 刮板式流量计196

5.4 速度式流量计197

5.4.1 叶轮式流量计197

5.4.2 涡轮式流量计198

5.5 振动式流量计199

5.5.1 旋涡流量计199

5.5.2 旋进式旋涡流量计202

5.6 电磁流量计202

5.6.1 电磁流量计的工作原理203

5.6.2 电磁流量计的结构203

5.7 超声流量计204

5.7.1 时间差法测量流量205

5.7.2 多普勒频移法测量流量206

5.8 质量流量的测量212

5.8.1 推导式质量流量测量212

5.8.2 直接式质量流量测量214

思考题与习题五216

第6章 位移及速度检测217

6.1 电感式传感器与位移检测217

6.1.1 电感式传感器的工作原理及分类217

6.1.2 电感式传感器的输出特性219

6.1.3 差动电感传感器原理220

6.1.4 电感式位移计221

6.2 差动变压器223

6.2.1 差动变压器的工作原理及特性223

6.2.2 差动变压器位移计225

6.3.1 电位器传感器的基本工作原理227

6.3.2 电位器传感器的输出特性227

6.3 电位器传感器227

6.3.3 电位器传感器的结构228

6.3.4 电位计式位移传感器229

6.4 感应同步器230

6.4.1 感应同步器的结构230

6.4.2 感应同步器的工作原理233

6.4.3 感应同步器的电气参数234

6.4.4 数字位置测量系统235

6.5 光栅位移测试236

6.5.1 光栅的基本结构237

6.5.2 光栅传感器的工作原理238

6.6 码盘式传感器242

6.6.1 光电码盘式传感器的工作原理242

6.6.2 光电码盘介绍243

6.6.3 光电码盘的应用247

6.7 电涡流位移计247

6.8 电容式位移传感器248

6.8.1 单电极的电容式位移传感器及其应用248

6.8.2 变面积差动式电容位移传感器及其应用249

6.9 激光式传感器251

6.9.1 激光的特性和稳频方法252

6.9.2 激光干涉传感器测长原理254

6.10 磁电感应式速度传感与测试255

6.10.1 磁电感应式传感器工作原理及测量电路255

6.10.2 磁电感应式传感器的灵敏度257

6.10.3 磁电式速度传感器259

6.11 光电效应及光电器件260

6.11.1 外光电效应及器件260

6.11.2 内光电效应及器件263

6.11.3 阻挡层光电效应及器件265

6.11.4 光电式转速计269

6.12 测速发电机及电磁脉冲式转速计271

6.12.1 测速发电机271

6.12.2 电磁脉冲式转速计273

思考题与习题六273

7.1 磁敏传感器275

7.1.1 磁敏电阻275

第7章 磁场与成分参数检测275

7.1.2 磁敏二极管278

7.1.3 磁敏晶体管279

7.2 磁场检测281

7.2.1 电磁感应法测量磁场281

7.2.2 磁通门磁强计测量磁场285

7.2.3 霍尔效应测量磁场287

7.2.4 核磁共振法测量磁场288

7.3 气体成分检测288

7.3.1 热导式气体分析仪289

7.3.2 热磁式气体分析仪290

7.3.3 红外线气体分析仪292

7.4 气敏传感器294

7.4.1 半导体气敏传感器294

7.4.2 红外吸收式气敏传感器298

7.4.3 薄膜气敏传感器299

7.5 湿度和含水量的检测301

7.5.1 湿度的检测301

7.5.2 含水量的检测303

7.6.2 电导检测器及测量电路304

7.6.1 溶液的电导率与浓度的关系304

思考题与习题七304

7.6 液体浓度的检测304

8.1 视觉检测技术概述306

8.1.1 视觉检测及特点306

第8章 视觉检测306

8.1.2 视觉检测系统的组成307

8.1.3 计算机视觉311

8.2 视觉传感器312

8.2.1 CCD的基本工作原理312

8.2.2 CCD器件316

8.2.3 光电位置传感器（PSD）319

8.3 数码照相机320

8.3.1 数码照相机的特点320

8.3.2 数码照相机的组成原理321

8.4 数字图像处理基础324

8.4.1 图像处理概述324

8.3.3 数码照相机的发展324

8.4.2 图像数字化及图像变换327

8.4.3 图像数据压缩与编码327

8.4.4 图像增强与图像复原328

8.4.5 数字图像分析329

8.4.6 图像理解331

8.5 视觉检测技术应用332

8.5.1 视觉检测技术应用概述332

8.5.2 机器人视觉系统333

8.5.3 自动调焦系统335

思考题与习题八336

9.1 信息融合的理论基础337

9.1.1 信息融合的目的和意义337

第9章 多传感器信息融合技术概述337

9.1.2 信息融合的基本原理338

9.2 信息融合系统的功能模型339

9.2.1 检测级融合340

9.2.2 位置级融合341

9.2.3 属性级融合343

9.2.4 态势评估与威胁估计345

9.3 多传感器目标识别的信息融合方法346

9.3.1 物理模型方法346

9.3.2 参数分类方法347

9.3.3 基于知识的方法351

9.4 多传感器目标检测基础351

9.4.1 集中式目标检测352

9.4.2 分布式目标检测352

9.5 信息融合技术的应用354

9.5.1 信息融合的民事应用领域355

9.5.2 信息融合技术在军事上的应用356

思考题与习题九357

10.1 非线性补偿技术358

10.1.1 造成非线性的原因358

第10章 传感器的补偿与标定358

10.1.2 模拟线性化359

10.1.3 数字线性化373

10.2 温度补偿技术376

10.2.1 温度补偿原理376

10.2.2 温度补偿方式377

10.2.3 温度补偿方法380

10.3 传感器的标定382

10.3.1 传感器的静态标定382

10.3.2 传感器的动态标定385

思考题与习题十388

11.1 干扰的类型及产生389

11.1.1 干扰的类型389

第11章 抗干扰技术389

11.1.2 干扰的产生391

11.1.3 信噪比和干扰叠加391

11.2 干扰信号的耦合方式392

11.2.1 静电电容耦合392

11.2.2 电磁耦合393

11.2.4 漏电流耦合394

11.2.5 电子测量装置的两种干扰394

11.2.3 共阻抗耦合394

11.2.6 共模干扰抑制比396

11.3 常用的抑制干扰措施397

11.3.1 屏蔽技术397

11.3.2 接地技术398

11.3.3 浮置401

11.4 其他抑制干扰措施401

11.4.1 隔离402

11.4.2 滤波403

11.4.3 平衡电路404

11.4.4 脉冲电路的噪声抑制技术404

思考题与习题十一406

参考文献407

5.2.6 差压计1889